[发明专利]干热岩热储改造地层突发变形的监测装置及方法

说明书

本发明提供一种干热岩热储改造地层突发变形的监测装置，其包含：位移监测模块，其用于监测至少两个方向的地层形变数据；模拟放大模块，其与位移监测模块通信，用于放大并处理地层形变数据；位置监测模块，其用于定位得到干热岩热储改造地层突发变形的监测装置的位置数据；调平模块，其用于对干热岩热储改造地层突发变形的监测装置进行调平。本发明提供一种便捷监测地层突发变形量的装置，能够快速拾取突发变形数据并计算得到最大突发变形量。并且，可以宏观上监测地层小断层的滑移，精度远高于地面微地震监测，成本远低于INSAR(卫星)监测，可以为干热岩资源高效安全开发提供保障。

技术领域

本发明涉及干热资源EGS高效安全开发技术领域，具体地说，涉及一种干热岩热储改造地层突发变形的监测装置及方法。

背景技术

干热岩是一种没有水或蒸汽的热岩体，主要是各种变质岩或结晶岩类岩体；干热岩普遍埋藏于距地表2～6公里的深处，其温度范围很广，在150～650℃之间。在学术界，干热岩有时被称为“热干岩”，其英文名称为“Hot Dry Rock”。目前针对干热岩资源的开发统称为“增强型”或“工程型”地热系统(Enhanced Engineered Geothermal Systems)简称EGS。干热岩EGS开发的目前主要采用大规模水力压裂的技术，从地面通过井筒注入大规模的清水等液体，从花岗岩目标地层中造出与邻井联通的具有一定渗透率的换热通道。从世界HDR/EGS现场压裂改造试验情况统计表明，干热岩EGS开发过程中，会伴有不同程度的地层突发变形，并以微地震的形式表现出来。

从环境保护、降低地质灾害、科学安全开发的角度来说，需要对地层突发变形(微地震)进行监测，从而达到干热岩资源安全环保开发的要求。据统计，干热岩热储改造过程中产生的微地震，震级约为2级左右的地层突发变形，属于不会造成较大地质灾害的、可接受的震级，而震级高于3级的地层变形，容易造成地质灾害。2017年韩国浦项干热岩项目由于热储改造工艺施工问题，间接造成5.5级地震，形成了较大的地质灾害，导致干热岩资源开发在韩国基本停滞。

干热岩热储改造裂缝监测，目前主要采用微地震技术，但分辨率不够，且监测技术单一；需要引进新的技术对热储改造中的地层突发变形进行监测和预警，从而能够在干热岩EGS开发过程中避免较大的地质灾害。

因此，本发明提供了一种干热岩热储改造地层突发变形的监测装置及方法。

发明内容

干热岩EGS热储改造采用大规模水力压裂方法，在上述过程中会产生一定的地层突发变形和微地震，较大的地层突发变形容易引发较大的地震等地质灾害，因此有必要实时监测地层突发变形，从而对可能产生的较大地质灾害进行监测、评估和预警。为解决上述现有技术的问题，本发明提供了一种干热岩热储改造地层突发变形的监测装置，所述装置包含：

位移监测模块，其用于监测至少两个方向的地层形变数据；

模拟放大模块，其与所述位移监测模块通信，用于放大并处理所述地层形变数据；

位置监测模块，其用于定位得到所述干热岩热储改造地层突发变形的监测装置的位置数据；

调平模块，其用于对所述干热岩热储改造地层突发变形的监测装置进行调平。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包含：

跳动拾取模块，其用于在地层微变形监测过程中，当待测区域内超过预设数量的所述干热岩热储改造地层突发变形的监测装置的所述地层形变数据中X轴和Y轴的实测数据同时发生跳动，则拾取跳动发生时间，并统计X轴和Y轴的实测倾角跳动值。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包含：

变形量模块，其用于基于所述实测倾角跳动值计算监测到的地层最大突发变形错动量。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包含：